淺談工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中PID技術(shù)的應(yīng)用

李寧(中石油錦西石化分公司，遼寧葫蘆島125001)

淺談工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中PID技術(shù)的應(yīng)用

李寧(中石油錦西石化分公司，遼寧葫蘆島125001)

伴隨著社會(huì)的發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在多個(gè)行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用均有所普及，并且應(yīng)用的作用越發(fā)重要，尤其是在工業(yè)行業(yè)以及建筑行業(yè)當(dāng)中，其不僅可以顯著提升工業(yè)施工效率及適用質(zhì)量，還能夠提高整個(gè)建筑的社會(huì)效益。在工業(yè)領(lǐng)域中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的合理應(yīng)用非常重要。對此，本文詳細(xì)分析工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中PID技術(shù)的應(yīng)用。

工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)；PID技術(shù)；應(yīng)用

伴隨著工業(yè)領(lǐng)域中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在應(yīng)用中的重要性不斷提高，逐漸無法替代。在工業(yè)生產(chǎn)中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以起到及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的控制效果，能夠應(yīng)用在多個(gè)生產(chǎn)流程中，對于生產(chǎn)效益有直接性的推動(dòng)效果。近些年，關(guān)于PID技術(shù)的研究非常多。對此，探討工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中PID技術(shù)的應(yīng)用具備顯著的現(xiàn)實(shí)意義。

1 PID控制系統(tǒng)

在自動(dòng)控制中，其因?yàn)槎囗?xiàng)外界因素的干擾，有可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過程中控制參數(shù)發(fā)生變化。為了確保產(chǎn)品的整體質(zhì)量，在工業(yè)現(xiàn)場檢修各項(xiàng)原件的時(shí)候，需要將這一些發(fā)生變化的數(shù)據(jù)傳送到PID控制器當(dāng)中，并通過PID計(jì)算之后調(diào)節(jié)相應(yīng)的數(shù)據(jù)變量，并促使被控制的參數(shù)能夠達(dá)到預(yù)定的數(shù)值，從而保障生產(chǎn)的效果。PID調(diào)節(jié)主要是分為積分調(diào)節(jié)、比例調(diào)節(jié)以及微分調(diào)節(jié)。比例調(diào)節(jié)主要是對參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是如果只采用這一種調(diào)節(jié)方式仍然有可能存在穩(wěn)態(tài)誤差。在系統(tǒng)的當(dāng)中，存在的一定穩(wěn)定誤差，就需要在PID控制器當(dāng)中對輸入和輸出的誤差信號(hào)采取積分處理，并盡可能減少誤差值，確保誤差值控制在零。這一種調(diào)節(jié)方式也可以被理解成為積分控制，在自動(dòng)控制的系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)生誤差并調(diào)節(jié)的時(shí)候，因?yàn)榇髴T性組件或滯后性組件的存在，所以變化值一般會(huì)存在一定的延時(shí)，這一延時(shí)便會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生穩(wěn)定性的震蕩。對此，為了更好的解決這一種現(xiàn)象，需要在調(diào)節(jié)的過程中做出預(yù)先性的判斷，并對組件中發(fā)生的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，這也就是微分調(diào)節(jié)。相對而言，微分調(diào)節(jié)是最為理想的方式，其主要是將比例控制與微分控制兩種方式綜合起來應(yīng)用，可以在消除余差的同時(shí)提升整個(gè)系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性，同時(shí)其可以使用在對控制要求比較準(zhǔn)確且滯后性較大的場合中。

2 PID技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用

2.1 PID技術(shù)的控制參數(shù)選擇

在PID技術(shù)的控制過程中，最為重要的過程便是適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)被控制的參數(shù)，因?yàn)榧僭O(shè)控制參數(shù)的選擇不合理，便無法保障實(shí)際控制效果的合理性。另外，因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)過程中存在許多的影響因素，再加上并不是所有的因素都需要控制，所以如果考慮所有的影響因素，在參數(shù)控制的過程中很難保障控制的實(shí)效性，同時(shí)許多的控制程序也并不是非常必要的。對此，在參數(shù)控制的過程中，需要先對生產(chǎn)的工藝進(jìn)行詳細(xì)的分析，并尋找到生產(chǎn)中對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)安全影響最為突出的因素，同時(shí)明確這一些因素是否可以借助人為的方式控制。在工業(yè)自動(dòng)化控制中，PID參數(shù)的選擇并不唯一，同時(shí)也不能隨意選擇，參數(shù)控制原則有：1、被控制的參數(shù)可以滿足產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量要求；2、參數(shù)的選擇盡可能以直接參數(shù)為主，假設(shè)無法實(shí)現(xiàn)可以應(yīng)用一個(gè)相對應(yīng)的時(shí)間參數(shù)為主；3、被控的參數(shù)靈敏度比較高，同時(shí)手工的控制難度比較高；4、所采用的儀表可以應(yīng)用監(jiān)控方式進(jìn)行調(diào)控。

2.2 PID調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)定

如果想要將PID調(diào)節(jié)技術(shù)達(dá)到最大值，其必須對積分時(shí)間、微分時(shí)間、PID回路增益等進(jìn)行調(diào)整。這就涉及到一個(gè)問題，也就是怎樣可以在生產(chǎn)過程中明確上述參數(shù)的最佳值。針對實(shí)際的生產(chǎn)而言，一般需要根據(jù)操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)對參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這一過程中，整體調(diào)節(jié)方式是以先調(diào)節(jié)比例參數(shù)、之后為積分參數(shù)，最后為微分調(diào)節(jié)。在調(diào)節(jié)的時(shí)候，需要隨時(shí)觀察曲線的變化狀況，并緩慢的改變其中的參數(shù)取值，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求位置。在對機(jī)體調(diào)節(jié)的過程中需要先關(guān)閉積分調(diào)節(jié)和微分調(diào)節(jié)，并先將積分時(shí)間調(diào)整到無窮大，將微分時(shí)間設(shè)置成為零。在剛開始的時(shí)候，在選擇最初的比例參數(shù)時(shí)可以按照工作經(jīng)驗(yàn)選擇，之后按照過程變量值曲線的變化逐漸變化比例度，直到衰減變量值減少到原本的1/4為止。此時(shí)，便可以對積分比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，在調(diào)節(jié)到原本的1.2倍時(shí)，可以加入積分調(diào)節(jié)，積分調(diào)節(jié)的時(shí)間參數(shù)會(huì)逐漸減少，最終在衰減到1/4時(shí)可以加入微分調(diào)節(jié)，微分調(diào)節(jié)的時(shí)間一般為初始積分時(shí)間的1/3。

3 結(jié)語

綜上所述，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，合理的應(yīng)用PID技術(shù)能夠顯著提升控制實(shí)效性，尤其是提升工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能效果與生產(chǎn)性能。PID調(diào)節(jié)對于控制系統(tǒng)的應(yīng)用非常明顯，但是PID調(diào)節(jié)至今，其可應(yīng)用的范圍并不是非常廣泛，仍然是給予重溫度控制方面。PID調(diào)節(jié)的持續(xù)發(fā)展促使人們的生活、生產(chǎn)水平得到提升，伴隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，在今后實(shí)際工作中，相關(guān)的技術(shù)研發(fā)以及生產(chǎn)操作人員，需要提高對PID技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合自身實(shí)際情況，不斷的改進(jìn)和優(yōu)化PID技術(shù)，從而展現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中PID技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，確保工業(yè)生產(chǎn)效益最大化。

[1]田苗，史玉琴.基于PID技術(shù)的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2015，23(13):132-133.

[2]胥良，賈憲生.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方法在礦井提升機(jī)中的應(yīng)用[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2015，31(2):77-80.

李寧（1983-），性別女，學(xué)歷本科，職稱工程師，研究方向儀表自動(dòng)化。